Анотація до роботи:

Минтюк В.Б. Стійкість підкріпленої в області і на криволінійній границі пластини як елемента тонкостінної просторової системи. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.02.04 – механіка деформівного твердого тіла. – Національний аерокосмічний університет ім. М.Є.Жуковського “Харківський авіаційний інститут”, Харків, 2004.

За допомогою розвиненого в роботі методу ідентифікації крайових умов вирішено задачу стійкості довільно навантаженої та підкріпленої в області пластини, дві сторони якої паралельні, а дві інші – оперті на одновимірні пружні елементи малої кривизни. Пластину розглянуто як елемент тонкостінної просторової системи.

Неоднорідний вихідний стан для різних видів граничних умов по прямолінійній границі визначено методом Рітца із застосуванням спеціального базису. Для одного виду граничних умов з використанням конструктивно-ортотропної моделі розв'язок отримано методом розділення змінних у сполученні з методом ортогоналізації Бубнова-Гальоркіна на криволінійній частині границі.

Взаємодію пластини з іншою системою враховано за допомогою отриманих у роботі простих залежностей, а вплив системи на пластину зводиться до визначення коефіцієнтів жорсткості. Коефіцієнти жорсткості, що враховують взаємодію пластини з рештою системи, визначаються для двох випадків: дискретного опирання пластини за допомогою одновимірних пружних елементів на стиснуті чи розтягнуті одновимірні елементи і неперервної взаємодії її з навантаженими пластинами. Задача стійкості складної просторової системи зведена до задачі стійкості тільки однієї пластини.

Різноманітні числові дослідження проведено з метою підтвердження точності, збіжності і вірогідності одержуваних результатів задачі визначення напружено-деформованого стану та стійкості, а також для виявлення кількісних та якісних залежностей параметра і форми втрати стійкості від різних характеристик самої системи й сусідніх елементів. За результатами параметричних досліджень дано аналіз застосовності різних видів спрощених моделей і вироблено ряд рекомендацій для проектувальників і конструкторів.

Результати роботи впроваджені в практику проектування в Авіаційному науково-технічному комплексі “Антонов“.

Аналіз існуючих джерел показав, що наукова література, присвячена проблемі дослідження стійкості нервюр, практично відсутня, хоча поряд із проблемою стійкості панелей вона є не менш актуальною (це показує статистика випробувань і багаторічне співробітництво наукового колективу, членом якого є автор, з фахівцями АНТК ”Антонов”, ТАНТК ім. Г.М.Берієва та ін.). На думку автора, це зумовлено рядом причин:

– невизначеністю умов взаємодії нервюри з конструкцією крила;

– наявністю поздовжніх і поперечних підкріпних елементів;

– неоднорідністю вихідного стану, зумовленого рядом різних факторів;

– наявністю криволінійної границі.

Таким чином, уперше поставлено і вирішено задачу стійкості неоднорідного вихідного стану для підкріпленої в області і на криволінійній частині границі пластини, яка довільно навантажена і взаємодіє з елементами загальної конструкції за допомогою пружних ланок.

У процесі вирішення задач для досягнення поставленої мети в роботі були отримані такі наукові та практичні результати:

1. Для досягнення основної мети вперше застосовано метод ідентифікації крайових умов. Дано подальший розвиток цього методу стосовно розглянутого класу задач.

2. Енергетичним методом визначено вихідний напружений стан для трьох типів умов на прямолінійній частині границі при дискретному розташуванні підкріпних елементів в області. У випадку, якщо можливим є застосування конструктивно-ортотропної моделі для одного типу граничних умов, вихідний стан визначено методом розділення змінних в області у поєднанні з методом ортогоналізації Бубнова-Гальоркіна на криволінійній границі.

3. Ідентифіковано граничні умови шляхом побудови коефіцієнтів жорсткості з урахуванням переднапруженого стану конструкції, у складі якої працює нервюра. Коефіцієнти жорсткості залежно від виду взаємодії нервюри і панелей отримані для одно- і двовимірних моделей. Коефіцієнти жорсткості проміжних одновимірних пружних елементів отримано у вигляді квадратурних формул.

4. За допомогою розвиненого в роботі методу ідентифікації крайових умов задача стійкості усього відсіку зведена до задачі стійкості тільки нервюри як дискретно підкріпленої в області та вздовж криволінійної границі пластини.

5. Точність, збіжність і вірогідність одержуваних результатів підтверджуються порівняльним аналізом результатів різних тестових задач, що допускають точний аналіз, а також результатів, що одержуються іншими аналітичними і чисельними методами (зокрема, МСЕ). Показано, що використання методу ідентифікації крайових умов ефективніше в плані оперативності, точності й збіжності в порівнянні з МСЕ.

6. Розроблена методика, алгоритми і програми дозволяють у широких межах змінювати вихідні дані, що сприяє проведенню якісних параметричних досліджень. Дослідження, проведені в роботі, дозволили виробити ряд рекомендацій для розраховувачів, конструкторів, проектувальників і фахівців, що займаються питаннями міцності й стійкості.

7. Розроблені методика, алгоритми і програми є частиною створюваного в Національному аерокосмічному університеті «ХАІ» універсального комплексу «Стійкість силової конструкції аерокосмічної техніки», що покликаний стати могутнім засобом науково-дослідних і дослідно-конструкторських розробок в Україні.

Публікації автора:

1. Минтюк В.Б. Устойчивость типовой нервюры с криволинейными поясами. Определение исходного состояния// Авиационно-космическая техника и технология. Труды Харьковского авиационного института им. Н.Е.Жуковского за 1997 г. – Х., 1998. – С.339-345.

2. Минтюк В.Б. Исследование устойчивости нервюры с криволинейными поясами при произвольных нагрузках с учетом влияния панелей посредством компенсаторов// Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов: Темат.сб.науч.тр. – Х.: Нац. аэрокосм. ун-т им. Н.Е. Жуковского «ХАИ» – 2000. – Вып.19(2). – С.82-88.

3. Халилов С.А., Минтюк В.Б. Исследование устойчивости отсека крыла методом идентификации краевых условий на основе упрощенной модели // Авіаційно-космічна техніка і технологія. – Х.: Нац. аэрокосм. ун-т им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». – 2003. – Вып. 2 (37). – С. 6–10.

4. Халилов С.А., Минтюк В.Б. Исследование устойчивости отсека крыла методом идентификации краевых условий на основе двумерной упрощенной модели // Авіаційно-космічна техніка і технологія. – Х.: Нац. аэрокосм. ун-т им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». – 2004. – Вып. 1 (40). – С. 12–16.